一种电池保护电路的测试电路及测试装置的制作方法

本实用新型涉及电路测试领域，特别涉及一种电池保护电路的测试电路及测试装置。

背景技术：

目前，针对电池保护电路测试的项目，我国首部锂离子电池国家标准gb31241-2014要求非常严格，以国家标准为风向标，已经越来越多企业包括出口的产品都已经把国标项目纳入保护电路考核的基本要求了。

但是，目前国内的实验室检测保护电路是否有过流充电保护功能时，会使用一些工具进行检测，如使用示波器与充放电测试仪搭配进行测试，但是通过该种方式进行检测无法进行多次的自动循环充放电检测。

因此现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种电池保护电路的测试电路及测试装置，通过检测模块检测被测样品的充放电，并反馈电压电流至测量模块及主控驱动模块，由主控驱动模块自动控制切换模块对被测样品进行检测。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

本实用新型提供一种电池保护电路的测试电路，包括：

用于显示及触摸控制的显示及控制模块；

用于切换电路中的测试条件及通断电的切换模块；

与显示及控制模块及切换模块连接的、用于控制切换模块的主控驱动模块；

与被测样品及切换模块连接的、用于检测被测样品充放电并反馈电压和电流的检测模块；

与检测模块、切换模块及主控驱动模块连接的、用于根据检测模块的反馈生成输出信号的测量模块；

与切换模块及测量模块连接的、用于提供恒压恒流环境的恒压恒流源模块；

与切换模块及测量模块连接的、用于提供电子负载的电子负载模块；

与切换模块连接的、用于提供短路试验环境的短路试验模块；

与显示及控制模块、主控驱动模块、恒压恒流源模块、电子负载模块、短路试验模块、检测模块及测量模块连接的、用于连接市电并为各个模块供电的电源模块。

所述被测样品为被测电池或电池保护板。

所述切换模块包括：

与被测电池及检测模块连接的、用于接入被测电池的第一继电器；

与电池保护板及检测模块连接的、用于接入电池保护板的第二继电器；

与恒压恒流源模块及检测模块连接的、用于接入恒压恒流源模块的第三继电器；

与电子负载模块及检测模块连接的、用于接入电子负载模块的第四继电器；

与短路试验模块连接的、用于接入短路试验模块的第五继电器。

所述电源模块包括：

用于将交流电转化为直流电的开关电源；

用于电路保护的断路器；

用于接通、分断线路的交流接触器；

所述开关电源与交流接触器、显示及控制模块、恒压恒流模块、电子负载模块、短路试验模块、主控驱动模块、检测模块及测量模块连接，所述交流接触器还与断路器连接，所述断路器还连接市电。

所述主控驱动模块包括：

用于控制电路中的各个继电器的plc；

用于紧急停止的第一按键；

用于开始检测的第二按键；

用于停止检测的第三按键；

用于控制控制继电器的继电器控制单元；

所述plc的l接口、n接口及g接口接电源模块，所述plc的c0接口、c2接口、c4接口和c6接口与开关电源0v接口连接；

所述plc的y0接口、y1接口、y2接口、y3接口、y4接口、y5接口、y6接口、y7接口均与继电器控制单元连接，所述继电器控制单元还与开关电源的p2接口连接；

所述plc的y8接口、y9接口均与开关电源的p2接口连接；

所述plc的s/s接口与开关电源的p2接口连接；

所述plc的x0、x1和x2接口分别与所述第一按键、第二按键及第三按键连接，所述第一按键、第二按键和第三按键还与开关电源0v接口连接，所述plc的x4接口、x5接口、x6接口、x7接口、x8接口、x9接口、x10接口、x11接口、x12接口、x13接口均与开关电源的0v接口连接。

所述检测模块包括：

用于在充放电时检测电压并反馈的电压检测器；

用于在充放电时检测电流并反馈的电流检测器；

所述电压变送器与所述被测样品、恒压恒流源模块、电子负载模块、测量模块及电流变送器连接，所述电流变送器还与短路测试模块及测量模块连接。

所述测量模块包括模拟量模组，所述模拟量模组与plc、电压检测器、电流检测器、第三继电器及第四继电器连接。

所述继电器控制单元具体包括：

第一开关、第一指示灯、第六继电器、第七继电器、第八继电器、第九继电器、第十继电器、第十一继电器、第十二继电器、第十三继电器、风扇、第二指示灯、第三指示灯、第四指示灯；

所述第一开关的一端通过断路器与火线连接，所述第一开关的一端还与交流接触器的触头及第一指示灯连接，所述第一开关的另一端与交流接触器的线圈连接，所述第一指示灯的另一端通过断路器连接零线；

所述第六继电器触点、第七继电器触点、第八继电器触点、第九继电器触点、第十继电器触点、第十一继电器触点、第十二继电器触点、第十三继电器触点的一端分别与第一继电器线圈、第二继电器线圈、第三继电器线圈、第四继电器线圈、第五继电器线圈、第二指示灯、第三指示灯及第四指示灯的一端连接；

所述第六继电器触点、第七继电器触点、第八继电器触点、第九继电器触点、第十继电器触点、第十一继电器触点、第十二继电器触点、第十三继电器触点的另一端互联，并与风扇的一端及火线连接；

所述第一继电器线圈、第二继电器线圈、第三继电器线圈、第四继电器线圈、第五继电器线圈、第二指示灯、第三指示灯、第四指示灯的另一端互联，并与风扇另一端及零线连接。

所述plc的型号为fbs-24mct-ac，所述模拟量模组的型号为fbs-4a2d，所述第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器的型号均为cdg1-2dd/ac，所述第六继电器、第七继电器、第八继电器、第九继电器、第十继电器、第十一继电器、第十二继电器、第十三继电器均为过流继电器。

一种电池保护电电路的测试装置，包括前面任一项所述的电池保护板测试电路。

相较于现有技术，本实用新型提供的电池保护电路的测试电路及测试装置中，所述测试电路包括：用于显示及触摸控制的显示及控制模块；用于切换电路中的测试条件及通断电的切换模块；用于控制切换模块的主控驱动模块；用于控制继电器的继电器控制模块；用于检测被测样品充放电并反馈电压和电流的检测模块；用于根据检测模块的反馈生成输出信号的测量模块；用于提供恒压恒流环境的恒压恒流源模块；用于提供电子负载的电子负载模块；用于提供短路试验环境的短路试验模块；用于连接市电并为各个模块供电的电源模块。本实用新型通过检测模块检测被测样品的充放电，并反馈电压电流至测量模块及主控驱动模块，由主控驱动模块自动控制切换模块对被测样品进行检测。

附图说明

图1为本实用新型提供的电池保护电路的测试电路的结构功能框图；

图2为本实用新型提供的电池保护电路的测试电路的电源模块及测试环境输入的电路图；

图3为本实用新型提供的电池保护电路的测试电路的主电路图；

图4为本实用新型提供的电池保护电路的测试电路的主控驱动模块的电路图；

图5为本实用新型提供的电池保护电路的测试电路的测量模块的电路图；

图6为本实用新型提供的电池保护电路的测试电路的继电器控制单元的电路图；

图7为本实用新型提供的电池保护电路的测试装置的结构图。

具体实施方式

本实用新型提供一种电池保护电路的测试电路及测试装置，通过检测模块检测被测样品的充放电，并反馈电压电流至测量模块及主控驱动模块，由主控驱动模块自动控制切换模块对被测样品进行检测。

本实用新型的具体实施方式是为了便于对本实用新型的技术构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果做更为详细的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的解释说明并不构成对本发明的保护范围的限定。此外，下文所述的实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1，本实用新型提供一种电池保护电路的测试电路，包括：用于显示及触摸控制的显示及控制模块100；用于切换电路中的测试条件及通断电的切换模块200；与显示及控制模块100及切换模块200连接的、用于控制切换模块200的主控驱动模块300；与被测样品10及切换模块200连接的、用于检测被测样品10充放电并反馈电压和电流的检测模块400；与检测模块400、切换模块200及主控驱动模块300连接的、用于根据检测模块400的反馈生成输出信号的测量模块500；与切换模块200及测量模块500连接的、用于提供恒压恒流环境的恒压恒流源ps1恒压恒流源ps1模块600；与切换模块200及测量模块500连接的、用于提供电子负载ld1的电子负载ld1电子负载ld1模块700；与切换模块200连接的、用于提供短路试验环境的短路试验模块800；与显示及控制模块100、主控驱动模块300、恒压恒流源ps1恒压恒流源ps1模块600、电子负载ld1电子负载ld1模块700、短路试验模块800、检测模块400及测量模块500连接的、用于连接市电并为各个模块供电的电源模块900。

具体实施时，本实用新型实施例中，所述被测样品10为被测电池11或电池保护板12；当被测样品10为被测电池11时，所述被测电池11为集成有电池保护板12的电池；将被测电池11接入测试电路电路中，在被测电池11进行充放电时，所述检测模块400实时检测电路中的电压和电流，并根据检测到的电压和电流生成反馈信号至测量模块500，所述测量模块500接收反馈信号并进行模数转换，同时输出信号至切换模块200及主控驱动模块300，所述主控驱动模块300根据接收到的反馈信号控制切换模块200的通断以连接恒压恒流源ps1恒压恒流源ps1模块600、电子负载ld1电子负载ld1模块700及短路试验模块800。当被测样品10为电池保护板12时，所述电池保护板12接入外部模拟电芯供电；所述显示及控制模块100包括触摸屏，所述触摸屏与主控驱动模块300连接。

具体的，本实施例中，单独检测电池保护板12时，通过模拟电芯为电池保护板12供电。特别的，本实施例中，所述恒压恒流源ps1恒压恒流源ps1模块600包括恒压恒流源ps1，所述电子负载ld1电子负载ld1模块700包括电子负载ld1，所述短路试验模块800包括短路试验箱ld2，所述显示及控制模块100包括触摸屏；可选的，所述恒压恒流源的型号可为sw-1800-60，所述电子负载的型号可为jpy-400-60，所述短路试验箱的型号可为jpy-80-24，所述触摸屏的型号为tk6071ip，所述触摸屏通过触摸控制执行plc内置程序。

在过流、过压充电检测时，通过模拟电芯提供恒定电压，确保在充电过程中不会因为外部大电流而拉升回路电压；检测模块400采集回路电压和电流，并反馈至测量模块500，由所述测量模块500输出信号至主控驱动模块300控制切换模块200相应的继电器触点闭合，以接入恒压恒流源ps1模拟过流、过压状态。在过流、过压状态持续第一预设时间后，主控驱动模块300控制切换模块200断开恒压恒流源ps1的接入，以完成一次的过流过压充电检测，然后进入下一步流程，循环测试至第一预设次数，结束过流、过压充电测试；若测试过程中，发生异常，则发出报警提示，以提醒测试人员。

在过载、欠压放电检测时，主控驱动模块300控制测试电路连接电子负载ld1，电池进行放电，检测模块400检测电池放电状态下的回路电压，经过第二预设时间后，若电压为零，主控驱动模块300控制切换模块200断开电子负载ld1的连接，经过第三预设时间后，进入下一检测流程；当循环测试次数达到第二预设次数后，切断继电器并发出提示音有提示检测完成。若经过第二预设时间后，若电压仍不为零，则判断电池保护板12失效；此时，主控驱动模块300控制切换模块200切断电子负载ld1的连接，并发出报警以提示电池保护板12失效，然后结束测试。若实验过程中，发现需要放电时，电压输出为零，对电池进行短暂充电以激活电池保护板12，激活后继续实验。

在短路保护试验时，主控驱动模块300通过切换模块200在的继电器控制短路试验箱ld2接入，启动短路实验功能，检测模块400检测模拟电芯(或被测电池11)两端电压和短路回路电流，延时第三预设时间后，若电流为零控制试验设备停止实验，延时第四预设时间后进入下一流程；若第三预设时间后，电流不为零，则认为保护板失效，控制实验设备停止实验并报警以提示电池保护板12失效。

综上所述，本实施例中通过plc自动控制测试电路的测试过程，避免了测试过程的人为影响，加快了测试流程，而且plc控制是一种成熟的技术，通过plc得到的判定结果准确，提高了测试效率，降低了测试成本。

请参阅图2，所述电源模块900包括：用于将交流电转化为直流电的开关电源ps2；用于电路保护的断路器qf1；用于接通、分断线路的交流接触器km1；所述开关电源ps2与交流接触器km1、显示及控制模块100、恒压恒流模块、电子负载ld1、短路试验箱ld2、主控驱动模块300、检测模块400及测量模块500连接，所述交流接触器km1还与断路器qf1连接，所述断路器qf1还连接市电。

具体的，本实施例中，所述开关电源ps2上还设置有保险丝，所述保险丝设置在开关电源ps2的p2接口和0v接口上，为开关电源ps2提供保护结构。可选的，所述断路器的型号可为dz47le-31c10；所述交流接触器的型号可为cjx2-0910，所述开关电源的型号可为nes-100-24。

请继续参阅图2，所述检测模块400包括：用于在充放电时检测电压并反馈的电压检测器kv；用于在充放电时检测电流并反馈的电流检测器ki；所述电压变送器与所述被测样品10、恒压恒流源ps1、电子负载ld1、测量模块500及电流变送器连接，所述电流变送器还与短路试验箱ld2及测量模块500连接。

请参阅图3，所述切换模块200包括：与被测电池11及检测模块400连接的、用于接入被测电池11的第一继电器ssr1；与电池保护板12及检测模块400连接的、用于接入电池保护板12的第二继电器ssr2；与恒压恒流源ps1及检测模块400连接的、用于接入恒压恒流源ps1的第三继电器ssr3；与电子负载ld1及检测模块400连接的、用于接入电子负载ld1的第四继电器ssr4；与短路试验箱ld2连接的、用于接入短路试验箱ld2的第五继电器ssr5。

具体实施时，本实施例中主控驱动模块300根据测量模块500发送的输出信号控制第一继电器ssr1、第二继电器ssr2、第三继电器ssr3、第四继电器ssr4和第五继电器ssr5；当接入被测电池11时，主控驱动模块300控制第一继电器ssr1的触点闭合；当接入单独的电池保护板12时控制第二继电器ssr2的触点闭合；当需要接入恒压恒流源ps1时，主控驱动模块300控制第三继电器ssr3的触点闭合；当需要接入电子负载ld1时，主控驱动模块300控制第四继电器ssr4的触点闭合；当需要接入短路试验箱ld2时，主控驱动模块300控制第五继电器ssr5的触点闭合。本实施例通过继电器以小电流控制大电流，提高了电路的安全性，而且继电器的自动调节功能能够自动根据电流进行电路控制，提高了测试效率。可选的，所述第一继电器ssr1、第二继电器ssr2、第三继电器ssr3、第四继电器ssr4和第五继电器ssr5的型号可为cdg1-2dd/ac。

请参阅图4和图6，所述主控驱动模块300包括：用于控制电路中的各个继电器的plc；用于紧急停止的第一按键em1；用于开始检测的第二按键sb1；用于停止检测的第三按键sb2；用于控制控制继电器的继电器控制单元301；所述plc的l接口、n接口及g接口接电源模块900，所述plc的c0接口、c2接口、c4接口和c6接口与开关电源ps20v接口连接；所述plc的y0接口、y1接口、y2接口、y3接口、y4接口、y5接口、y6接口、y7接口均与继电器控制单元301连接，所述继电器控制单元301还与开关电源ps2的p2接口连接；所述plcy8接口、y9接口均与开关电源ps2的p2接口连接；所述plc的s/s接口与开关电源ps2的p2接口连接；所述plc的x0、x1和x2接口分别与所述第一按键em1、第二按键sb1及第三按键sb2连接，所述第一按键em1、第二按键sb1和第三按键sb2还与开关电源ps20v接口连接，所述plc的x4接口、x5接口、x6接口、x7接口、x8接口、x9接口、x10接口、x11接口、x12接口、x13接口均与开关电源ps2的0v接口连接。

具体实施时，本实施例中，所述plc为整个检测电路的主控中心，plc根据检测模块400检测到的、并由测量模块500反馈的电压和电流信号，控制切换模块200中相应继电器的的状态(断开或闭合)，以接入恒压恒流源ps1、电子负载ld1或短路试验箱ld2，而根据所接入的被测样品10，控制第一继电器ssr1触点闭合或第二继电器ssr2触点闭合。特别的，本实施例中，所述plc的型号为fbs-24mct-ac(高功能主机)。

具体的，按下所述第二按键sb1后，plc开始工作，按照预设流程进行电池保护电路的检测，所述预设流程可以为：接入被测电池11或电池保护板12→接收电压和电流反馈→控制恒压恒流源ps1接入→开始过流、过压充电检测→结束过流、过压充电检测→断开恒压恒流源ps1的接入→控制电子负载ld1接入→开始过载、欠压放电检测→结束过载、欠压放电检测→断开电子负载ld1的接入→控制短路试验箱ld2接入→开始短路试验→结束短路试验→断开短路试验箱ld2的接入→结束测试。在所述预设流程中，当发生异常或报警时，按下所述第一按键em1进行紧急停止；当需要停止测试时，按下第三按键sb2停止测试。

需要说明的是，所述预设流程中的具体测试过程参照上述具体的实施方式进行。

请参阅图5，所述测量模块500包括模拟量模组(图中未标号)，所述模拟量模组(图中未标号)与plc、电压检测器kv、电流检测器ki、第三继电器ssr3及第四继电器ssr4连接。可选的，所述模拟量模块组的型号为fbs-4a2d。

具体实施时，本实施例中，所述电压变送器和所述电流变送器分别在电池充放电过程中检测回路中的电压和电流，并向模拟量模组进行反馈；模拟量模组与plc通过通信线连接，在模拟量模组接收到电压变送器和电流变送器反馈的电压和电流后，通过所述通信线向plc发送输出信号，plc接收到该信号后，对切换模块200中的开关进行控制，以实现对电池保护板12的测试。

请继续参阅图6，所述继电器控制单元301具体包括：

第一开关sa1、第一指示灯hl1、第六继电器ka1、第七继电器ka2、第八继电器ka3、第九继电器ka4、第十继电器ka5、第十一继电器ka6、第十二继电器ka7、第十三继电器ka8、风扇fan、第二指示灯hl2、第三指示灯hl3、第四指示灯hl4；

所述第一开关sa1的一端通过断路器qf1与火线连接，所述第一开关sa1的一端还与交流接触器km1的触头及第一指示灯hl1连接，所述第一开关sa1的另一端与交流接触器km1的线圈连接，所述第一指示灯hl1的另一端通过断路器qf1连接零线；

所述第六继电器ka1触点、第七继电器ka2触点、第八继电器ka3触点、第九继电器ka4触点、第十继电器ka5触点、第十一继电器ka6触点、第十二继电器ka7触点、第十三继电器ka8触点的一端分别与第一继电器ssr1线圈、第二继电器ssr2线圈、第三继电器ssr3线圈、第四继电器ssr4线圈、第五继电器ssr5线圈、第二指示灯hl2、第三指示灯hl3及第四指示灯hl4的一端连接；

所述第六继电器ka1触点、第七继电器ka2触点、第八继电器ka3触点、第九继电器ka4触点、第十继电器ka5触点、第十一继电器ka6触点、第十二继电器ka7触点、第十三继电器ka8触点的另一端互联，并与风扇fan的一端及火线连接；

所述第一继电器ssr1线圈、第二继电器ssr2线圈、第三继电器ssr3线圈、第四继电器ssr4线圈、第五继电器ssr5线圈、第二指示灯hl2、第三指示灯hl3、第四指示灯hl4的另一端互联，并与风扇fan另一端及零线连接。

具体实施时，本实施例中，所述第六继电器ka1、第七继电器ka2、第八继电器ka3、第九继电器ka4、第十继电器ka5、第十一继电器ka6、第十二继电器ka7和第十三继电器ka8分别用于控制第一继电器ssr1线圈、第二继电器ssr2线圈、第三继电器ssr3线圈、第四继电器ssr4线圈、第五继电器ssr5线圈、第二指示灯hl2、第三指示灯hl3和第四指示灯hl4的通断电。当所述plc通过y0接口给所述第六继电器ka1线圈通电后，所述第六继电器ka1触点闭合，使得所述第一继电器ssr1线圈通电，进而所述第一继电器ssr1触点闭合，使测试电路接入被测电池11；同理，所述plc分别通过y1接口、y2接口、y3接口或y4接口分别给第七继电器ka2线圈、第八继电器ka3线圈、第九继电器ka4线圈或第十继电器ka5线圈通电后，各个继电器的线圈控制各自的触点闭合，进而分别使得第二继电器ssr2线圈、第三继电器ssr3线圈、第四继电器ssr4线圈或第五继电器ssr5线圈得电，将电池保护板12、恒压恒流源ps1、电子负载ld1或短路试验箱ld2接入测试电路。

同理，所述plc的y5接口控制短第二指示灯hl2的亮灭，所述y6接口控制第三指示灯hl3的亮灭，所述y7接口控制第四指示灯hl4的亮灭；具体的，所述第二指示灯hl2用于过流、过压充电检测时的报警，所述第三指示灯hl3用于过载、欠压放电检测时的报警，所述第四指示灯hl4用于短路保护试验时的报警；通过不同的指示灯指示各种异常状态，使得测试人员能够实时获取测试的结果。

请参阅图7，基于上述电池保护电路的测试电路，本实用新型还提供一种电池保护电路的测试装置，包括上述任一项所述的电池保护板测试电路。

具体的，所述电池保护电路的测试装置包括用于触摸控制及显示的触摸屏；用于控制测试过程的plc；用于进行数模转换并输出信号的模拟量模组；所述触摸屏、plc和模拟量模组依次通过通信线连接。由于所述电路接线及电路功能均在上文进行了详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的一种电池保护电路的测试电路及测试装置，所述测试电路包括：用于显示及控制电池组保护电路的显示及控制模块；用于切换电路中的测试条件及通断电的切换模块；用于控制切换模块的主控驱动模块；用于检测被测样品充放电并反馈电压和电流的检测模块；用于对检测模块反馈的电压和电流进行模数转换的测量模块；用于提供恒压恒流环境的恒压恒流源模块，用于提供电子负载的电子负载模块，以及用于提供短路试验环境的短路试验模块；用于为各个模块供电的电源模块。本实用新型通过检测模块检测被测样品的充放电，并反馈电压电流至测量模块及主控驱动模块，由主控驱动模块自动控制切换模块对被测样品进行检测。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。